JP2874078B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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- catalyst
- adsorbent
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/18—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/12—Hydrocarbons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、車両のディ
ーゼルエンジンから排出される排気ガスからＮＯｘ（窒
素酸化物）を効率良く排除できる排気ガス浄化装置、特
にここでは窒素酸化物還元触媒に還元用炭化水素を添加
してその浄化効率を向上させる排気ガス浄化装置に関す
る。
ーゼルエンジンから排出される排気ガスからＮＯｘ（窒
素酸化物）を効率良く排除できる排気ガス浄化装置、特
にここでは窒素酸化物還元触媒に還元用炭化水素を添加
してその浄化効率を向上させる排気ガス浄化装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、車両のエンジンを駆動すること
により排出される排気ガス中にはＣＯ2，Ｈ2Ｏ，Ｎの他
に、ＣＯ（一酸化炭素），ＨＣ（炭化水素），ＮＯｘ
（窒素酸化物）が含まれる。ここでＣＯ（一酸化炭
素），ＨＣ（炭化水素），ＮＯｘ（窒素酸化物）は有害
成分としてその排出量が規制されており、通常、ガソリ
ンエンジンではその排気系に三元触媒が装着され、しか
も、空燃比が理論空燃比に調整されることによって、こ
れらの有害成分の無害化処理を行なっている。これに対
して、ディーゼルエンジンは酸素過剰下で運転されるこ
とより三元触媒を用いての排ガス浄化処理は行なえなか
った。即ち、供給酸素量が多い状態で運転されるディー
ゼルエンジンではＣＯ，ＨＣの排出量は比較的少なく、
これに対して、ＮＯｘの排出量が高レベルと成る。
により排出される排気ガス中にはＣＯ2，Ｈ2Ｏ，Ｎの他
に、ＣＯ（一酸化炭素），ＨＣ（炭化水素），ＮＯｘ
（窒素酸化物）が含まれる。ここでＣＯ（一酸化炭
素），ＨＣ（炭化水素），ＮＯｘ（窒素酸化物）は有害
成分としてその排出量が規制されており、通常、ガソリ
ンエンジンではその排気系に三元触媒が装着され、しか
も、空燃比が理論空燃比に調整されることによって、こ
れらの有害成分の無害化処理を行なっている。これに対
して、ディーゼルエンジンは酸素過剰下で運転されるこ
とより三元触媒を用いての排ガス浄化処理は行なえなか
った。即ち、供給酸素量が多い状態で運転されるディー
ゼルエンジンではＣＯ，ＨＣの排出量は比較的少なく、
これに対して、ＮＯｘの排出量が高レベルと成る。
【０００３】このため、ディーゼルエンジンの排気系に
はリーン運転下でＮＯｘを還元処理できる窒素酸化物還
元触媒を内蔵したＮＯｘ触媒コンバータが装着される傾
向にあり、各種提案が成されている。このようなディー
ゼルエンジンの排気系にＮＯｘを還元処理できるＮＯｘ
触媒が装着された場合、そのＮＯｘ触媒は図５に破線で
示すように、活性化温度Ｔｓｏ（３００℃）を上回ると
ＮＯｘの浄化効率及び図示しないＨＣ，ＣＯの浄化効率
が高められる。なお、この破線で示す浄化効率特性は、
所定の触媒容量でのものであり、触媒容量（触媒サイ
ズ）が大きくなるほどその浄化効率は上昇する傾向にあ
る。
はリーン運転下でＮＯｘを還元処理できる窒素酸化物還
元触媒を内蔵したＮＯｘ触媒コンバータが装着される傾
向にあり、各種提案が成されている。このようなディー
ゼルエンジンの排気系にＮＯｘを還元処理できるＮＯｘ
触媒が装着された場合、そのＮＯｘ触媒は図５に破線で
示すように、活性化温度Ｔｓｏ（３００℃）を上回ると
ＮＯｘの浄化効率及び図示しないＨＣ，ＣＯの浄化効率
が高められる。なお、この破線で示す浄化効率特性は、
所定の触媒容量でのものであり、触媒容量（触媒サイ
ズ）が大きくなるほどその浄化効率は上昇する傾向にあ
る。
【０００４】処で、図５に破線で示すＮＯｘの浄化効率
特性は、ＨＣ（炭化水素）無添加の場合であるが、ＮＯ
ｘ触媒は排気ガス中のＨＣ（炭化水素）／ＮＯｘのモル
比が所定量を上回るとその浄化効率を向上させることが
知られており、たとえば図６に示すような特性を有して
いる。なお、ここで横軸にはＨＣ／ＮＯｘの体積比であ
るモル比が取られている。このようなＮＯｘ触媒の温度
特性及びＨＣ／ＮＯｘ特性を考慮した場合、ＮＯｘ触媒
の浄化効率ηNOXを高めるには、排気系の暖機を促進す
ると共に排気系のＮＯｘ触媒の上流側に還元用炭化水素
ＨＣ（例えば燃料と同じ軽油）を添加することが有効で
あると推測される。
特性は、ＨＣ（炭化水素）無添加の場合であるが、ＮＯ
ｘ触媒は排気ガス中のＨＣ（炭化水素）／ＮＯｘのモル
比が所定量を上回るとその浄化効率を向上させることが
知られており、たとえば図６に示すような特性を有して
いる。なお、ここで横軸にはＨＣ／ＮＯｘの体積比であ
るモル比が取られている。このようなＮＯｘ触媒の温度
特性及びＨＣ／ＮＯｘ特性を考慮した場合、ＮＯｘ触媒
の浄化効率ηNOXを高めるには、排気系の暖機を促進す
ると共に排気系のＮＯｘ触媒の上流側に還元用炭化水素
ＨＣ（例えば燃料と同じ軽油）を添加することが有効で
あると推測される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】処が、単に排気系への
ＨＣ添加を行っても、エンジン始動直後のように、排気
系の雰囲気温度が３００℃以下であるとＮＯｘ触媒の浄
化効率を高めることはできず、燃費の低下のみを招く可
能性がある。しかも、走行後であっても、比較的外気が
低温で長時間のアイドル運転が継続するような場合も、
排気系の雰囲気温度が３００℃を下回る可能性が有、Ｎ
Ｏｘ触媒の浄化効率を高めることはできず、燃費の低下
を招く可能性がある。更に、ディーゼルエンジンはその
エンジン自体が排出する排気中にＨＣを含むが、その排
気中のＨＣの量は図７に示すように、低回転低負荷域で
排気温度が低いほど、特にアイドル域でＨＣ排出量が増
加するという傾向に有る。このため、アイドル運転が続
くと、排気中に排出されたＨＣはＮＯｘ触媒に達しても
触媒の雰囲気温度が低い間は還元されず、そのまま大気
に放出されてしまい、問題と成っている。
ＨＣ添加を行っても、エンジン始動直後のように、排気
系の雰囲気温度が３００℃以下であるとＮＯｘ触媒の浄
化効率を高めることはできず、燃費の低下のみを招く可
能性がある。しかも、走行後であっても、比較的外気が
低温で長時間のアイドル運転が継続するような場合も、
排気系の雰囲気温度が３００℃を下回る可能性が有、Ｎ
Ｏｘ触媒の浄化効率を高めることはできず、燃費の低下
を招く可能性がある。更に、ディーゼルエンジンはその
エンジン自体が排出する排気中にＨＣを含むが、その排
気中のＨＣの量は図７に示すように、低回転低負荷域で
排気温度が低いほど、特にアイドル域でＨＣ排出量が増
加するという傾向に有る。このため、アイドル運転が続
くと、排気中に排出されたＨＣはＮＯｘ触媒に達しても
触媒の雰囲気温度が低い間は還元されず、そのまま大気
に放出されてしまい、問題と成っている。
【０００６】本発明の目的は、ディーゼルエンジン自体
が排出する排気中のＨＣを一時保留しておき、これを還
元用炭化水素ＨＣとして有効利用し、燃費の悪化を抑え
ることのできる排気ガス浄化装置を提供することにあ
る。
が排出する排気中のＨＣを一時保留しておき、これを還
元用炭化水素ＨＣとして有効利用し、燃費の悪化を抑え
ることのできる排気ガス浄化装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、ディーゼルエンジンの排気を外部に排
出する排気路上に設けられ炭化水素を還元剤として活性
化され窒素酸化物を分解する窒素酸化物還元触媒と、上
記ディーゼルエンジンと上記窒素酸化物還元触媒との間
の排気路上に設けられると共に上記ディーゼルエンジン
から排出される炭化水素を低温域で吸着し高温域で放出
する特性のＨＣ吸着材を保持したハニカム構造体と、上
記窒素酸化物還元触媒の上流側にＨＣインジェクタを介
して還元用炭化水素を添加する還元用炭化水素添加手段
とを有し、上記ディーゼルエンジンの運転状態と上記Ｈ
Ｃ吸着材の吸着性能に基づいて上記ＨＣ吸着材からのＨ
Ｃ放出期間を推定し、該放出期間中は上記ＨＣインジェ
クタからの還元用炭化水素の添加を行わないことを特徴
とする。
めに、本発明は、ディーゼルエンジンの排気を外部に排
出する排気路上に設けられ炭化水素を還元剤として活性
化され窒素酸化物を分解する窒素酸化物還元触媒と、上
記ディーゼルエンジンと上記窒素酸化物還元触媒との間
の排気路上に設けられると共に上記ディーゼルエンジン
から排出される炭化水素を低温域で吸着し高温域で放出
する特性のＨＣ吸着材を保持したハニカム構造体と、上
記窒素酸化物還元触媒の上流側にＨＣインジェクタを介
して還元用炭化水素を添加する還元用炭化水素添加手段
とを有し、上記ディーゼルエンジンの運転状態と上記Ｈ
Ｃ吸着材の吸着性能に基づいて上記ＨＣ吸着材からのＨ
Ｃ放出期間を推定し、該放出期間中は上記ＨＣインジェ
クタからの還元用炭化水素の添加を行わないことを特徴
とする。
【０００８】
【作用】ディーゼルエンジンからの炭化水素がハニカム
構造体に達した際に、同ハニカム構造体が低温域にある
と炭化水素をＨＣ吸着材によって吸着し、高温域に達し
ているとＨＣ吸着材が炭化水素を排気中に放出するとい
う特性、即ち、ディーゼルエンジンの運転状態とＨＣ吸
着材の吸着性能特性に基づいてＨＣ吸着材からのＨＣ放
出期間を推定し、放出期間中はＨＣインジェクタからの
還元用炭化水素の添加に代えてＨＣ吸着材からの炭化水
素を還元剤として窒素酸化物を分解できる。
構造体に達した際に、同ハニカム構造体が低温域にある
と炭化水素をＨＣ吸着材によって吸着し、高温域に達し
ているとＨＣ吸着材が炭化水素を排気中に放出するとい
う特性、即ち、ディーゼルエンジンの運転状態とＨＣ吸
着材の吸着性能特性に基づいてＨＣ吸着材からのＨＣ放
出期間を推定し、放出期間中はＨＣインジェクタからの
還元用炭化水素の添加に代えてＨＣ吸着材からの炭化水
素を還元剤として窒素酸化物を分解できる。
【０００９】
【実施例】図１の排気ガス処理装置はディーゼルエンジ
ン（以後単にエンジンと記す）１に装着されている。こ
のエンジン１のエンジンブロック２内には４つの燃焼室
３（図１には一気筒のみを示した）が直列に配設され、
各燃焼室３の吸気ポート４は吸気マニホールド５に連通
し、同吸気マニホールド５に図示しない吸気管やエアク
リーナが連結され吸気路Ｉが構成されている。他方、各
燃焼室３の排気ポート６は排気マニホールド７に連通
し、同排気マニホールド７には排気管８を介してＨＣ吸
着材９を収容したＨＣ吸着容器１０と、窒素酸化物還元
触媒（以後単にＮＯｘ触媒と記す）１１を収容した触媒
コンバータ１２と、図示しないマフラーとが順次連結さ
れ、これらが排気路Ｒを構成している。
ン（以後単にエンジンと記す）１に装着されている。こ
のエンジン１のエンジンブロック２内には４つの燃焼室
３（図１には一気筒のみを示した）が直列に配設され、
各燃焼室３の吸気ポート４は吸気マニホールド５に連通
し、同吸気マニホールド５に図示しない吸気管やエアク
リーナが連結され吸気路Ｉが構成されている。他方、各
燃焼室３の排気ポート６は排気マニホールド７に連通
し、同排気マニホールド７には排気管８を介してＨＣ吸
着材９を収容したＨＣ吸着容器１０と、窒素酸化物還元
触媒（以後単にＮＯｘ触媒と記す）１１を収容した触媒
コンバータ１２と、図示しないマフラーとが順次連結さ
れ、これらが排気路Ｒを構成している。
【００１０】各燃焼室３は燃料噴射弁１３をそれぞれ備
え、各燃料噴射弁１３は各燃料パイプ１８を介して燃料
噴射ポンプ１４に連結されている。この燃料噴射ポンプ
１４はエンジン１の図示しないクランクシャフトの回転
力を受けて駆動される列型ポンプであり、燃料タンク３
２より燃料（軽油）供給を受け、図示しないアクセルペ
ダルに連動するロードレバー２３のレバー位置ＶLに応
じて燃料噴射量を調量し、タイマー２４により調整され
る噴射時期に各燃料噴射弁１３を駆動させるという周知
の構成を採る。即ち、燃料噴射ポンプ１４は各気筒の圧
縮上死点前の噴射時期において各気筒に対応する各燃料
噴射弁１３を噴射駆動させ、高圧燃料（軽油）を各気筒
の燃焼室に噴霧するように構成されている。図１中にお
いて符号１５は燃料噴射ポンプ１４のレバー位置ＶL信
号、即ち、負荷情報を後述のＥＣＵ１６に伝える負荷セ
ンサを示す。
え、各燃料噴射弁１３は各燃料パイプ１８を介して燃料
噴射ポンプ１４に連結されている。この燃料噴射ポンプ
１４はエンジン１の図示しないクランクシャフトの回転
力を受けて駆動される列型ポンプであり、燃料タンク３
２より燃料（軽油）供給を受け、図示しないアクセルペ
ダルに連動するロードレバー２３のレバー位置ＶLに応
じて燃料噴射量を調量し、タイマー２４により調整され
る噴射時期に各燃料噴射弁１３を駆動させるという周知
の構成を採る。即ち、燃料噴射ポンプ１４は各気筒の圧
縮上死点前の噴射時期において各気筒に対応する各燃料
噴射弁１３を噴射駆動させ、高圧燃料（軽油）を各気筒
の燃焼室に噴霧するように構成されている。図１中にお
いて符号１５は燃料噴射ポンプ１４のレバー位置ＶL信
号、即ち、負荷情報を後述のＥＣＵ１６に伝える負荷セ
ンサを示す。
【００１１】ＨＣ吸着容器１０はそのケーシング１０１
内にセラミック製で断面がハニカム構造を成すモノリシ
ス型の触媒担持体２０を備える。この触媒担持体２０内
の各直状通路は両端部が開放され、排ガスを容易に通過
させることができ、同触媒担持体２０の各直状通路の表
面にはＨＣ吸着材９が一様に付着され、離脱不可に保持
される。ここで、ＨＣ吸着材９としては、図４に示すよ
うに、ディーゼルエンジン１から排出されるＨＣを低温
域ＴL（ここでは約２８０℃以下の温度域）で吸着し、
高温域ＴH（ここでは約２８０℃を上回る温度域）で放
出する特性を備えるものでよく、ここではゼオライト物
質である高シリカ／アルミナモル比の多孔性結晶性アル
ミノシリケートがＨＣ吸着材９として採用された。
内にセラミック製で断面がハニカム構造を成すモノリシ
ス型の触媒担持体２０を備える。この触媒担持体２０内
の各直状通路は両端部が開放され、排ガスを容易に通過
させることができ、同触媒担持体２０の各直状通路の表
面にはＨＣ吸着材９が一様に付着され、離脱不可に保持
される。ここで、ＨＣ吸着材９としては、図４に示すよ
うに、ディーゼルエンジン１から排出されるＨＣを低温
域ＴL（ここでは約２８０℃以下の温度域）で吸着し、
高温域ＴH（ここでは約２８０℃を上回る温度域）で放
出する特性を備えるものでよく、ここではゼオライト物
質である高シリカ／アルミナモル比の多孔性結晶性アル
ミノシリケートがＨＣ吸着材９として採用された。
【００１２】他方、触媒コンバータ１２はそのケーシン
グ１２１内にセラミック製で断面がハニカム構造を成す
モノリシス型の触媒担持体１９を備える。この触媒担持
体１９内の各直状通路は両端部が開放され、排ガスを容
易に通過させることができ、同触媒担持体１９の表面に
はゼオライト系のＮＯX触媒１１が一様に付着され、離
脱不可に保持される。ここでゼオライト系のＮＯｘ触媒
１１としては、例えば、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオ
ライト触媒（ＣＵ／ＺＳＭ−５）が採用される。この触
媒の特性は、ＨＣの供給を受けることにより、このＨＣ
成分を還元剤としてより浄化効率を向上させ、ＮＯｘを
効果的にＮ2とＯ2に分解する能力を有する。図１中の符
号２１はケーシング１０１に支持され、排気ガス温度Ｔ
情報を後述のＥＣＵ１６に出力する排温センサを示す。
グ１２１内にセラミック製で断面がハニカム構造を成す
モノリシス型の触媒担持体１９を備える。この触媒担持
体１９内の各直状通路は両端部が開放され、排ガスを容
易に通過させることができ、同触媒担持体１９の表面に
はゼオライト系のＮＯX触媒１１が一様に付着され、離
脱不可に保持される。ここでゼオライト系のＮＯｘ触媒
１１としては、例えば、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオ
ライト触媒（ＣＵ／ＺＳＭ−５）が採用される。この触
媒の特性は、ＨＣの供給を受けることにより、このＨＣ
成分を還元剤としてより浄化効率を向上させ、ＮＯｘを
効果的にＮ2とＯ2に分解する能力を有する。図１中の符
号２１はケーシング１０１に支持され、排気ガス温度Ｔ
情報を後述のＥＣＵ１６に出力する排温センサを示す。
【００１３】更に、ＨＣ吸着容器１０と触媒コンバータ
１２の間の排気管８には、還元用炭化水素ＨＣを排気路
Ｒに添加する還元用炭化水素添加手段３３が連結されて
いる。還元用炭化水素添加手段２２は燃料タンク３２
（エンジン燃料を共用している）の軽油をポンプ４１に
よってＨＣパイプ３４を介してＨＣインジェクタ１７に
導くもので、このＨＣインジェクタ１７及びポンプ４１
はＥＣＵ１６によって制御されるように構成される。こ
こで、符号４４はポンプ４１を駆動するモータを示し、
ＥＣＵ１６の駆動指令によってモータ駆動回路３５から
の出力でポンプ４１を駆動できる。符号４３はリリーフ
弁を示し、これによってポンプ４１の吐出圧が過度に上
昇したとき、軽油を燃料タンク３２に戻すように構成さ
れている。
１２の間の排気管８には、還元用炭化水素ＨＣを排気路
Ｒに添加する還元用炭化水素添加手段３３が連結されて
いる。還元用炭化水素添加手段２２は燃料タンク３２
（エンジン燃料を共用している）の軽油をポンプ４１に
よってＨＣパイプ３４を介してＨＣインジェクタ１７に
導くもので、このＨＣインジェクタ１７及びポンプ４１
はＥＣＵ１６によって制御されるように構成される。こ
こで、符号４４はポンプ４１を駆動するモータを示し、
ＥＣＵ１６の駆動指令によってモータ駆動回路３５から
の出力でポンプ４１を駆動できる。符号４３はリリーフ
弁を示し、これによってポンプ４１の吐出圧が過度に上
昇したとき、軽油を燃料タンク３２に戻すように構成さ
れている。
【００１４】なお、還元用炭化水素添加手段３３はＨＣ
インジェクタ１７に燃料タンク３２の軽油を導くもので
有るが、これに代えて、燃料タンク３２の軽油を図示し
ない軽油改質触媒を備えた軽油改質手段に通し、これに
よって軽油を低分子成分比率の高い生成物に改質した上
でＨＣインジェクタ１７に導くように構成して、より浄
化効率ηNOXを向上させても良い。
インジェクタ１７に燃料タンク３２の軽油を導くもので
有るが、これに代えて、燃料タンク３２の軽油を図示し
ない軽油改質触媒を備えた軽油改質手段に通し、これに
よって軽油を低分子成分比率の高い生成物に改質した上
でＨＣインジェクタ１７に導くように構成して、より浄
化効率ηNOXを向上させても良い。
【００１５】ＨＣインジェクタ１７は流体噴射装置であ
り、例えば、図２に示すように排気マニホールド７に支
持される本体２５と、本体２５内の先端に形成される噴
射孔２６と、噴射孔２６を開閉させる弁体２７と、弁体
を閉弁付勢するバネ２８と、バネの弾性力に抗して弁体
２７を開弁方向に駆動するソレノイド２９と、噴射孔２
６にＨＣパイプ３４からの改質軽油を導くガイド部３０
とで構成されている。ここでソレノイド２９は後述のＥ
ＣＵ１６に接続され、同部のオンオフ信号（デューティ
ー比ＤＵｓ）に応じて弁体２７が噴射孔２６を開閉駆動
させ、そのデューティー比がゼロでは無噴射を、デュー
ティー比が１００％では最大噴射量を確保することがで
きる。
り、例えば、図２に示すように排気マニホールド７に支
持される本体２５と、本体２５内の先端に形成される噴
射孔２６と、噴射孔２６を開閉させる弁体２７と、弁体
を閉弁付勢するバネ２８と、バネの弾性力に抗して弁体
２７を開弁方向に駆動するソレノイド２９と、噴射孔２
６にＨＣパイプ３４からの改質軽油を導くガイド部３０
とで構成されている。ここでソレノイド２９は後述のＥ
ＣＵ１６に接続され、同部のオンオフ信号（デューティ
ー比ＤＵｓ）に応じて弁体２７が噴射孔２６を開閉駆動
させ、そのデューティー比がゼロでは無噴射を、デュー
ティー比が１００％では最大噴射量を確保することがで
きる。
【００１６】ＥＣＵ１６は周知のマイクロコンピュータ
で要部が構成され、ここではクランク角情報である各気
筒毎の噴射時期θｉ情報（ここでは排気工程時期）をク
ランク角センサ３１より取り込み、燃料噴射ポンプ１４
のレバー位置ＶL情報を負荷センサ１５より取り込み、
排気ガス温度Ｔ情報を排温センサ２１より取り込み、図
８乃至図９のプログラムに沿ってＨＣインジェクタ１７
を駆動するように機能する。以下、図８及び図９のプロ
グラムに沿って本装置の作動を説明する。エンジン１が
運転に入ると、ＥＣＵ１６は図示しない周知のメインル
ーチンに沿ってエンジン駆動制御に入り、メインルーチ
ンの途中で、ＨＣ噴射制御ルーチンに達すると、図８に
示す処理に入る。
で要部が構成され、ここではクランク角情報である各気
筒毎の噴射時期θｉ情報（ここでは排気工程時期）をク
ランク角センサ３１より取り込み、燃料噴射ポンプ１４
のレバー位置ＶL情報を負荷センサ１５より取り込み、
排気ガス温度Ｔ情報を排温センサ２１より取り込み、図
８乃至図９のプログラムに沿ってＨＣインジェクタ１７
を駆動するように機能する。以下、図８及び図９のプロ
グラムに沿って本装置の作動を説明する。エンジン１が
運転に入ると、ＥＣＵ１６は図示しない周知のメインル
ーチンに沿ってエンジン駆動制御に入り、メインルーチ
ンの途中で、ＨＣ噴射制御ルーチンに達すると、図８に
示す処理に入る。
【００１７】ここでは、まずステップｓ１でアイドル運
転か否か判断して、アイドル時にはステップｓ２に進
み、ポンプ４１を停止させ、無駄な電力消費を押さえ、
アイドルでないと、ポンプ４１を駆動し、ステップｓ４
に進む。ステップｓ４，ｓ５では排気ガス温度Ｔｇを取
り込み、同排気ガス温度Ｔｇが吸着速度より放出速度が
大きくなる放出温度Ｔｅ１（２８０℃）より更に高い触
媒活性温度Ｔｓｏ（３００℃）を上回る前はＨＣ吸着材
９にＨＣが吸着されるか、ＨＣ放出が少量始まる領域と
見做してステップｓ６，ｓ７に進み、デューティー比Ｄ
Ｕｓをゼロ、即ち無噴射とし、タイマＴＩＭをクリア処
理し、メインルーチンにリターンする。逆に、ステップ
ｓ５で排気ガス温度Ｔｇが放出温度Ｔｅ１、及び、触媒
活性温度Ｔｓｏを上回るとＨＣ吸着材９からのＨＣ放出
が増し、触媒が活性化したと見做される。この場合、ス
テップｓ８において、タイマＴＩＭの値が予め設定され
る経過時間Ｔ２を上回ったか否かの判断に入る。
転か否か判断して、アイドル時にはステップｓ２に進
み、ポンプ４１を停止させ、無駄な電力消費を押さえ、
アイドルでないと、ポンプ４１を駆動し、ステップｓ４
に進む。ステップｓ４，ｓ５では排気ガス温度Ｔｇを取
り込み、同排気ガス温度Ｔｇが吸着速度より放出速度が
大きくなる放出温度Ｔｅ１（２８０℃）より更に高い触
媒活性温度Ｔｓｏ（３００℃）を上回る前はＨＣ吸着材
９にＨＣが吸着されるか、ＨＣ放出が少量始まる領域と
見做してステップｓ６，ｓ７に進み、デューティー比Ｄ
Ｕｓをゼロ、即ち無噴射とし、タイマＴＩＭをクリア処
理し、メインルーチンにリターンする。逆に、ステップ
ｓ５で排気ガス温度Ｔｇが放出温度Ｔｅ１、及び、触媒
活性温度Ｔｓｏを上回るとＨＣ吸着材９からのＨＣ放出
が増し、触媒が活性化したと見做される。この場合、ス
テップｓ８において、タイマＴＩＭの値が予め設定され
る経過時間Ｔ２を上回ったか否かの判断に入る。
【００１８】ここでの経過時間Ｔ２は予め設定されるも
ので、基本的には、エンジンの高排気温（高負荷）での
運転が長時間続き、ＨＣ吸着材の吸着ＨＣがすべて放出
されるに要すると見做される時間となり、ＨＣ吸着材９
の容量等によって実験的に求められる。ステップｓ８で
タイマＴＩＭの値が経過時間Ｔ２を上回る前は、ステッ
プｓ９でデューティー比ＤＵｓをゼロ、即ち無噴射と
し、この間はＨＣ吸着材９より放出されるＨＣを還元剤
として用い、制御はリターンする。他方、タイマＴＩＭ
の値が経過時間Ｔ２を上回ると、ＨＣ吸着材９の吸着Ｈ
Ｃの放出量が低下したとして、これに代えて還元用炭化
水素添加手段３３よりの還元用炭化水素ＨＣを使用する
運転域と判断しステップｓ１０に達する。ここでは予め
メインルーチンで算出されているレバー位置ＶL及びエ
ンジン回転数Ｎｅ情報を取り込む。そしてステップｓ１
１では図３に示すＨＣ噴射量相当デューティー比算出マ
ップ（前以て実験データに基づき設定される）に基づ
き、還元用炭化水素ＨＣの噴射量相当のデューティー比
ＤＵｓを算出し、メインルーチンにリターンする。
ので、基本的には、エンジンの高排気温（高負荷）での
運転が長時間続き、ＨＣ吸着材の吸着ＨＣがすべて放出
されるに要すると見做される時間となり、ＨＣ吸着材９
の容量等によって実験的に求められる。ステップｓ８で
タイマＴＩＭの値が経過時間Ｔ２を上回る前は、ステッ
プｓ９でデューティー比ＤＵｓをゼロ、即ち無噴射と
し、この間はＨＣ吸着材９より放出されるＨＣを還元剤
として用い、制御はリターンする。他方、タイマＴＩＭ
の値が経過時間Ｔ２を上回ると、ＨＣ吸着材９の吸着Ｈ
Ｃの放出量が低下したとして、これに代えて還元用炭化
水素添加手段３３よりの還元用炭化水素ＨＣを使用する
運転域と判断しステップｓ１０に達する。ここでは予め
メインルーチンで算出されているレバー位置ＶL及びエ
ンジン回転数Ｎｅ情報を取り込む。そしてステップｓ１
１では図３に示すＨＣ噴射量相当デューティー比算出マ
ップ（前以て実験データに基づき設定される）に基づ
き、還元用炭化水素ＨＣの噴射量相当のデューティー比
ＤＵｓを算出し、メインルーチンにリターンする。
【００１９】このステップｓ８で用いるＨＣ噴射量相当
デューティー比算出マップは、レバー位置ＶL及びエン
ジン回転数Ｎｅに応じたＨＣ（軽油）噴射量相当デュー
ティー比ＤＵｓを算出することができるように予め設定
される。他方、メインルーチンはクランク角センサ３１
よりの噴射時期θｉパルスによるインジェクタ駆動ルー
チンを割り込み処理によって実行する。ここでは、各気
筒毎の排気行程内の所定の噴射時期θｉに達すると、図
９に示すステップｍ１において最新のＨＣ噴射量相当デ
ューティー比ＤＵｓを取り込む。更にステップｍ２では
同デューティー比ＤＵｓでＨＣインジェクタ１７を駆動
し、触媒コンバータ１２に還元用炭化水素ＨＣとしての
軽油を添加し、メインルーチンにリターンする。
デューティー比算出マップは、レバー位置ＶL及びエン
ジン回転数Ｎｅに応じたＨＣ（軽油）噴射量相当デュー
ティー比ＤＵｓを算出することができるように予め設定
される。他方、メインルーチンはクランク角センサ３１
よりの噴射時期θｉパルスによるインジェクタ駆動ルー
チンを割り込み処理によって実行する。ここでは、各気
筒毎の排気行程内の所定の噴射時期θｉに達すると、図
９に示すステップｍ１において最新のＨＣ噴射量相当デ
ューティー比ＤＵｓを取り込む。更にステップｍ２では
同デューティー比ＤＵｓでＨＣインジェクタ１７を駆動
し、触媒コンバータ１２に還元用炭化水素ＨＣとしての
軽油を添加し、メインルーチンにリターンする。
【００２０】このように、この装置ではアイドル時や、
エンジン１のＮＯｘ触媒９が活性化温度Ｔｓｏ（３００
℃）を上回るまでの不活性領域ではポンプ４１を駆動せ
ず、還元用炭化水素添加手段３３による無駄な燃料噴射
や電力消費を押さえることができる。特に、同装置はデ
ィーゼルエンジン自体がこの不活性域で排出するＨＣを
一時ＨＣ吸着材９によって保留しておき、ＮＯｘ触媒９
が活性化温度Ｔｓｏ（３００℃）を上回った後のエンジ
ン運転時において、タイマＴＩＭの値が経過時間Ｔ２を
上回るまで、ＨＣ吸着材の吸着ＨＣを触媒コンバータ１
２に放出して、触媒コンバータ１２が吸着ＨＣを還元用
炭化水素ＨＣとして用い、還元雰囲気下でＮＯｘを還元
処理できることと成る。このため、触媒還元用炭化水素
添加手段３３よりの還元用炭化水素ＨＣをその間噴射す
る必要が無く、車両の燃料を節約でき、燃費の悪化防止
効果がより大きく成る。しかも、低温運転域での排ガス
中のＨＣ濃度の低下をも図れる。
エンジン１のＮＯｘ触媒９が活性化温度Ｔｓｏ（３００
℃）を上回るまでの不活性領域ではポンプ４１を駆動せ
ず、還元用炭化水素添加手段３３による無駄な燃料噴射
や電力消費を押さえることができる。特に、同装置はデ
ィーゼルエンジン自体がこの不活性域で排出するＨＣを
一時ＨＣ吸着材９によって保留しておき、ＮＯｘ触媒９
が活性化温度Ｔｓｏ（３００℃）を上回った後のエンジ
ン運転時において、タイマＴＩＭの値が経過時間Ｔ２を
上回るまで、ＨＣ吸着材の吸着ＨＣを触媒コンバータ１
２に放出して、触媒コンバータ１２が吸着ＨＣを還元用
炭化水素ＨＣとして用い、還元雰囲気下でＮＯｘを還元
処理できることと成る。このため、触媒還元用炭化水素
添加手段３３よりの還元用炭化水素ＨＣをその間噴射す
る必要が無く、車両の燃料を節約でき、燃費の悪化防止
効果がより大きく成る。しかも、低温運転域での排ガス
中のＨＣ濃度の低下をも図れる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明の排気ガス浄化装
置は、ディーゼルエンジンの運転状態と吸着材性能に基
づいて低温時にＨＣ吸着材に吸着されたＨＣが放出され
る期間を推定し、この期間中は還元用炭化水素添加手段
からの還元用炭化水素供給を停止して吸着材から放出さ
れる炭化水素を還元剤として窒素酸化物の還元を行うの
で、低温時のＨＣの放出を防止し、吸着したＨＣを有効
利用して還元用ＨＣの使用量を低滅するとともに、過剰
な還元用ＨＣの添加を防止することができる。
置は、ディーゼルエンジンの運転状態と吸着材性能に基
づいて低温時にＨＣ吸着材に吸着されたＨＣが放出され
る期間を推定し、この期間中は還元用炭化水素添加手段
からの還元用炭化水素供給を停止して吸着材から放出さ
れる炭化水素を還元剤として窒素酸化物の還元を行うの
で、低温時のＨＣの放出を防止し、吸着したＨＣを有効
利用して還元用ＨＣの使用量を低滅するとともに、過剰
な還元用ＨＣの添加を防止することができる。
【図１】本発明の排気ガス浄化装置の概略全体構成図で
ある。
ある。
【図２】図１の装置で用いるＨＣインジェクタの断面図
である。
である。
【図３】図１の装置で用いるＨＣ噴射量相当デューティ
ー比算出マップの特性線図である。
ー比算出マップの特性線図である。
【図４】図１の装置で用いるＨＣ吸着材の吸着及び放出
特性線図である。
特性線図である。
【図５】図１の装置で用いるＮＯｘ触媒の雰囲気温度−
浄化効率特性線図である。
浄化効率特性線図である。
【図６】図１の装置で用いるＮＯｘ触媒のＨＣ／ＮＯｘ
−浄化効率特性線図である。
−浄化効率特性線図である。
【図７】ディーゼルエンジンの全運転域でのＨＣ排出量
の特性線図である。
の特性線図である。
【図８】図１の装置で用いるＨＣ噴射制御ルーチンのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図９】図１の装置で用いるインジェクタ駆動ルーチン
のフローチャートである。
のフローチャートである。
１ エンジン ８ 排気管 ９ ＨＣ吸着材 １０ ＨＣ吸着容器 １１ ＮＯｘ触媒 １２ 触媒コンバータ １３ 燃料噴射弁 １６ ＥＣＵ １７ ＨＣインジェクタ １９ 触媒担持体 ２０ 触媒担持体 ２１ 排温センサ ３２ 燃料タンク ３３ 還元用炭化水素添加手段 ３４ ＨＣパイプ ４１ ポンプ Ｒ 排気路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/24 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ １０１Ａ (56)参考文献 特開 平４−231615（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−242415（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−1617（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/08 F01N 3/24
Claims (1)
- 【請求項１】ディーゼルエンジンの排気を外部に排出す
る排気路上に設けられ炭化水素を還元剤として活性化さ
れ窒素酸化物を分解する窒素酸化物還元触媒と、上記デ
ィーゼルエンジンと上記窒素酸化物還元触媒との間の排
気路上に設けられると共に上記ディーゼルエンジンから
排出される炭化水素を低温域で吸着し高温域で放出する
特性のＨＣ吸着材を保持したハニカム構造体と、上記窒
素酸化物還元触媒の上流側にＨＣインジェクタを介して
還元用炭化水素を添加する還元用炭化水素添加手段とを
有し、上記ディーゼルエンジンの運転状態と上記ＨＣ吸
着材の吸着性能に基づいて上記ＨＣ吸着材からのＨＣ放
出期間を推定し、該放出期間中は上記ＨＣインジェクタ
からの還元用炭化水素の添加を行わないことを特徴とす
る排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5143484A JP2874078B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5143484A JP2874078B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719031A JPH0719031A (ja) | 1995-01-20 |
| JP2874078B2 true JP2874078B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=15339782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5143484A Expired - Fee Related JP2874078B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2874078B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3125647B2 (ja) * | 1995-10-06 | 2001-01-22 | 三菱自動車エンジニアリング株式会社 | エンジン排気浄化装置 |
| DE69929396T2 (de) | 1998-02-05 | 2006-09-21 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama | Verfahren zur Reinigung von hochsauerstoffhaltigen Abgasen |
| JP4501166B2 (ja) * | 1998-10-30 | 2010-07-14 | 日産自動車株式会社 | 排ガス浄化システム |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP5143484A patent/JP2874078B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0719031A (ja) | 1995-01-20 |
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| S531 | Written request for registration of change of domicile |
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